DE2911068C2 - Circuit arrangement for regulating the load on a compressor - Google Patents
Circuit arrangement for regulating the load on a compressorInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich a-jf eine Schaltungsanordnung zur Regelung der Belastung eines Kompressors in einer Kühlvorrichtung, mit einem Ist-Signalgeber, der ein die jeweilige Belastung des Kompressors darstellendes Ist-Signal erzeugt, einen Sollwertgeber, der ein von einer Steuertemperatur in der Kühlvorrichtung abhängiges Soll-Signal erzeugt, einem Vergleichsglied, das aus der Differenz von Soll- und Ist-Signal ein Regelsignal erzeugt, das auf eine Stellvorrichtung zur Veränderung der Kompressorbelastung gegeben wird, und einem Zeitverzögerungsglied.The invention relates to a circuit arrangement for regulating the load on a compressor in a cooling device, with an actual signal generator, the an actual signal representing the respective load on the compressor is generated, a setpoint generator, which is one of a control temperature in the cooling device dependent target signal generated, a comparison element that from the difference between the setpoint and actual signal generates a control signal that is sent to an adjusting device for changing the compressor load is given, and a time delay element.
Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der US-PS 32 04 423 bekannt. In einer Brückenschaltung wird die Temperatur des Kühlwassers mit Hilfe eines Thermistors als veränderliche Größe angegeben. Ferner wird als veränderliche Größe über ein Potentiometer die jeweilige Drosselstellung des Kompressors eingegeben. Verändert sich die Temperatur des Kühlwassers, wird der Abgleich der Brückcnschaltung aufgehoben, bis die Drosselung des Kompressors wieder zu einem Abgleich der Brückenschaltung führt. Ein weiterer Thermistor, der ebenfalls die Kühlwassertemperatur mißt, spricht zeitverzögert an, so daß das Regelsignal bei einer Änderung der Steuertemperatur allmählich zur Auswirkung kommt. Auf diese Weise wird ein Überschwingen oder ein Pendeln der Regelanordnung verhindert.Such a circuit arrangement is known from US-PS 32 04 423. In a bridge circuit the temperature of the cooling water is given as a variable value with the aid of a thermistor. Furthermore, the respective throttle position of the compressor is shown as a variable variable via a potentiometer entered. If the temperature of the cooling water changes, the bridge circuit is calibrated canceled until the throttling of the compressor leads to an adjustment of the bridge circuit again. Another thermistor, which also measures the cooling water temperature, responds with a time delay, so that the Control signal gradually comes into effect when the control temperature changes. In this way an overshoot or oscillation of the control arrangement is prevented.
Wird zum Beispiel ein Abfallen der Steuertemperatur gemessen, deutet dies auf eine verminderte Kühllast hin. Die für den Betrieb des Kompressor notwendige Reaktion besteht in einer zunehmenden Drosselung. Diese wird in der oben beschriebenen Weise von der Regelanordnung vorgenommen. Eine stärkere Drosselung führt jedoch zwangsläufig zu einer Frhöhung der Steuertemperatur. Eine erhöhte Steuertemperatur bedeutet für die Regelung des Kompressors, daß die Drosselung weiter geöffnet werden muß. Daher läßt sich mit der bekannten Regelanordnung kein wirtschaftlich optimaler Betrieb des Kompressors durchführen.If, for example, a drop in the control temperature is measured, this indicates a reduced cooling load. The reaction necessary for the compressor to operate consists of increasing throttling. This is carried out by the control arrangement in the manner described above. A stronger throttling however, it inevitably leads to an increase in the control temperature. An increased control temperature means for the regulation of the compressor that the throttle must be opened further. Hence lets No economically optimal operation of the compressor can be carried out with the known control arrangement.
ι« Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Regelung der Belastung eines Kompressors in einer Kühlvorrichtung zu schaffen, die zu einem wirtschaftlich optimalen Betrieb des Kompressors bei geänderten Belastungen führt, aus einfa-ι «The invention is therefore based on the object of a To create circuitry for regulating the load on a compressor in a cooling device, the leads to an economically optimal operation of the compressor with changed loads, from simple
Ii chen Mitteln aufgebaut ist und nachträglich in vorhandenen Kühlvorrichtungen eingebaut werden kann.Ii chen funds is built up and subsequently in existing cooling devices can be installed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ist-Signal über das Zeitverzögerungsglied aufAccording to the invention, this object is achieved in that the actual signal is transmitted via the time delay element
-» den Sollwertgeber gegeben wird, der das Soll-Signal abhängig vom Ist-Signal ändert, und die Zeitverzögerung so bemessen ist, daß die durch das Ist-Signal bedingte Änderung des Soll-Signals erst beginnt, nachdem sich der Betrieb des Kompressors nach einer- »the setpoint generator is given, which the setpoint signal changes depending on the actual signal, and the time delay is so dimensioned that that caused by the actual signal conditional change in the setpoint signal only begins after the compressor has operated after a
'"> geänderten Belastung stabilisiert hat.'"> has stabilized the changed load.
Die Drossel zwischen Kompressor und Kondensator einer Kühlvorrichtung ist in ihrer Stellung ein Maß für die tatsächliche Belastung des Kompressors. Diese Stellung kann beispielsweise mit Hilfe eines Potentio-The position of the throttle between the compressor and condenser of a cooling device is a measure of the actual load on the compressor. This position can, for example, with the help of a potentiometer
><» meters in ein elektrisches Signal verwandelt werden. Bei der Erfindung wird nun dieses elektrische Signal, das die Belastung des Kompressors repräsentiert, ferner vorzugsweise über eine /?C-Stufe auf den Sollwertgeber gegeben, um eine variable Komponente des Soll-Signals> <»Meters into an electrical signal. at According to the invention, this electrical signal, which represents the load on the compressor, is now also preferred given to the setpoint generator via a /? C stage to generate a variable component of the setpoint signal
η nach Maßgabe des Ist-Signals zu verändern. Die Zeitverzögerung ist jedoch so eingestellt, daß diese Veränderung der variablen Komponente des Soll-Signals erst einsetzt, wenn die Regelabweichung im Soll-Ist-Wertvergleich Null geworden ist. Auf dieseto change η according to the actual signal. the However, the time delay is set so that this change in the variable component of the desired signal only starts when the control deviation in the target / actual value comparison has become zero. To this
i" Weise findet mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung eine Art zweistufige Regelung statt, die gewährleistet, daß der Kompressor tatsächlich im wirtschaftlich optimalen Bereich bei den jeweiligen Lastanforderungen arbeitet.i "way takes place with the help of the circuit arrangement according to the invention a kind of two-stage control takes place, which ensures that the compressor is actually in the economically optimal area works with the respective load requirements.
··' Für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung können einfache elektronische Bauteile Verwendung finden, so daß sowohl die Zeitverzögerung als auch der Beeinflussungsgrad des Soll-Signals über das Ist-Signal variiert werden können.·· 'For the circuit arrangement according to the invention simple electronic components can be used, so that both the time delay and the The degree of influence of the target signal can be varied via the actual signal.
">" Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.">" Advantageous embodiments of the invention are shown in specified in the subclaims.
Die Erfindung ist nachfolgend in Verbindung mit den Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels naher beschrieben. Es zeigtThe invention is detailed below in conjunction with the drawings using an exemplary embodiment described. It shows
5l Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Zentrifugalkältemaschine und 5l Fig. 1 a simplified schematic representation of a centrifugal refrigerator and
Fig 2 eine schematische Darstellung eines elektrischen Steuerkreises, der gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in Verbindung mit der inFig. 2 is a schematic representation of an electrical Control circuit according to the present invention for use in connection with the in
Wl Fig. 1 gezeigten Zentrifugalkältemaschine ausgelegt ist. Wl Fig. 1 shown centrifugal refrigerator is designed.
Die vorliegende Erfindung wird für die Zwecke dieser Beschreibung unter Bezugnahme auf eine mechanische Kältemaschine erläutert, die mit einem Zentrifugalkom-For the purposes of this description, the present invention will be described with reference to a mechanical Refrigeration machine explained, which with a centrifugal com-
""' pressor arbeitet, da derartige Maschinen allgemein gut geeignet sind, die hier offenbarten Lehren zu verwenden. Die Erfindung ist aber auch allgemein auf mechanische Kältemaschinen anwendbar, und kann"" 'pressor works well as such machines in general are appropriate to use the teachings disclosed herein. But the invention is also general mechanical chillers applicable, and can
beispielsweise auch bei einer Kältemaschine Verwendung finden, die mit einem Kolbenkompressor arbeitet. Es wird nunmehr auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Zentrifugalkältemaschine 10 zeigt. Die Maschine 10 enthält einen Kompressor 11, der so angeordnet ist, daß er Kälteträgerdampf von einem Verdampfer 12 abzieht und den Kä'üträger komprimiert und dabei die Temperatur und den Druck des Kälteträgers erhöht Der Kompressor entläßt dann den Kälteträger in einen Kondensator 13, in welchem der Kälteträge: durch eine Kühlflüssigkeit gekühlt wird, welche durch einen in dem Kondensator angeordneten Wärmeaustauscher 14 hindurchströmt. Von dem Kondensator 13 strömi. der Kälteträger durch eine Expansionssteuereinrichtung 15 — bei Druck- und Temperaturabnahme — und in den Verdampfer 12 hinein. In dem Verdampfer 12 ist eine Wärmeaustauscherschlange 20 angeordnet, die allgemein als Kühlwasserschlange bezeichnet wird. Das Wasser oder irgendein anderes Wärmeaustauschmedium tritt durch die Einlaßleitung 21 in die Schlange 20 ein, strömt durch die Schlange und den Verdampfer 12 hindurch und tritt durch die Auslaßleitung 22 aus der Schlange aus. Das Wasser wird bei seinem Durchstrom durch die Kühlwasserschlange 20 gekühlt und dabei Wärme auf den in dem Verdampfer 12 befindlichen Kälteträger übertragen. Nach dem Verlassen des Verdampfers 12 kann das Kühlwasser einem entfernten Punkt zugeführt werden, um eine Kühllast zu befriedigen.For example, it can also be used in a refrigeration machine that works with a piston compressor. Reference is now made to the drawings, in which Fig. 1 is a schematic representation a centrifugal refrigerator 10 shows. The machine 10 includes a compressor 11, the so is arranged that it withdraws refrigerant vapor from an evaporator 12 and compresses the Kä'üträger and thereby the temperature and the pressure of the secondary refrigerant increases. The compressor then discharges the Coolant in a condenser 13, in which the coolant: is cooled by a cooling liquid, which flows through a heat exchanger 14 arranged in the condenser. From the condenser 13 stream. the refrigerant through an expansion control device 15 - at pressure and Temperature decrease - and into the evaporator 12. In the evaporator 12 is a coil of heat exchangers 20, which is commonly referred to as the cooling water coil. The water or any other heat exchange medium enters coil 20 through inlet conduit 21, flows therethrough passes through the coil and evaporator 12 and exits the coil through outlet conduit 22. That Water is cooled as it flows through the cooling water coil 20 and heat is generated in the process transferred to the coolant located in the evaporator 12. After leaving the vaporizer 12 For example, the cooling water can be supplied to a remote point to satisfy a cooling load.
Zwischen dem Kompressor 12 und dem Verdampfer 11 ist eine Anzahl beweglicher Führungsschaufeb 25 angeordnet, welche durch ein Gestänge 26 mit einer Betätigungseinrichtung 27, wie beispielsweise einem reversierbaren Elektromotor, verbunden sind, um die Menge des durch den Kompressor hindurchströmenden Källeträgerdampfes zu regeln. Die Führungsschaufeb 25 regeln somit die Menge der von dem Kompressor 11 geleisteten Arbeit oder — mit anderen Worten — die Last des Kompressors. Der Motor 27 ist elektrisch mit einem Sensor 28 verbunden, welcher mit der Auslaßleitung 22 der Kühlwasserschlange 20 in Verbindung steht und ein elektrisches Signal erzeugt, welches die Temperatur des durch die Auslaßleitung hindurchströmenden Kühlwassers angibt. Vorzugsweise ist der Sensor 28 ein veränderlicher NTC-Widerstand, dessen Widerstand unmittelbar mit der Temperatur des durch die Auslaßleitung 20 hindurchströmenden Kühlwassers zunimmt. Selbstverständlich kann bei entsprechenden Veränderungen der Schaltung auch ein PTC-Widerstand verwendet werden, dessen Widerstand umgekehrt zur Temperatur des Kühlwassers zunimmt.A number of movable guide blades 25 are located between the compressor 12 and the evaporator 11 arranged, which by a linkage 26 with an actuating device 27, such as a reversible electric motor, connected to the amount of flowing through the compressor To regulate lime carrier steam. The guide blades 25 thus regulate the amount of water from the compressor 11 work done or, in other words, the load on the compressor. The motor 27 is electrically with a sensor 28, which is connected to the outlet line 22 of the cooling water coil 20 in connection and generates an electrical signal indicative of the temperature of the fluid flowing through the outlet conduit Specifies cooling water. Preferably, the sensor 28 is a variable NTC resistor, its Resistance directly related to the temperature of the cooling water flowing through the outlet line 20 increases. Of course, a PTC resistor can also be used if the circuit is changed accordingly can be used, the resistance of which increases inversely with the temperature of the cooling water.
Der elektrische Stromkreis, der den Widerstand 28 mit dem Motor verbindet, ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Dieser Stromkreis ist zur Verwendung mit einer Gleichstromspannung ausgelegt, die du-ch + E5 und — Ei dargestellt ist. Im allgemeinen ist eine Gleichstromspannung nicht leicht verfügbar, jedoch eine Wechselstromspannung ist vorhanden. Demzufolge ist im allgemeinen ein Vollwegdiodengleichrichter zur Umwandlung der Wechselstromspannung in die Gleichstromspannung vorgesehen. Derartige Gleichrichter sind in der Technik hinreichend bekannt, und es ist nicht erforderlich, sie hier zu beschreiben.The electrical circuit connecting resistor 28 to the motor is shown schematically in FIG. This circuit is designed for use with a DC voltage shown by-ch + E 5 and -Ei . In general, DC voltage is not readily available, but AC voltage is available. Accordingly, a full wave diode rectifier is generally provided for converting the AC voltage into the DC voltage. Such rectifiers are well known in the art and there is no need to describe them here.
Der in F i g. 2 gezeigte elektrische Stromkreis enthält auch einen PNP-Transistor 30 und einen Widerstand 31. Der Emitter und Kollektor des Transistors 30 und der Widerstand 31 sind in Reihenschaltung mit demThe in F i g. 2 includes the electrical circuit shown also a PNP transistor 30 and a resistor 31. The emitter and collector of transistor 30 and the Resistor 31 are in series with the
Widerstand 28 zwischen der Quelle der Gleichstromspar.nung verbunden. Diese Elemente arbeiten zusammen zur Erzeugung eines veränderlichen Spannungssignals in Leitung 32. Das Spannungssignal in Leitung 32 wird über einen Widerstand 34 an einen ersten Eingang eines Operationsverstärkers 33 gelegt. Der Operationsverstärker 33 wird von einer Gleichstromenergiequelle versorgt, die über die Leitungen 35 und 36 an den Verstärker angeschlossen ist. An den Ausgang des Operationsverstärkers 33 ist eine erste Diode 37 und eine zweite Diode 38 angeschlossen. Die Diode 37 gestattet nur den Durchgang eines negativen Spannungssignals, und die Diode 38 gestattet nur den Durchgang eines positiven Spannungssignals. In Reihenschaltung mit der Diode 37 verbunden ist eine Relaisspule 39, deren Erregung in der Form wirksam ist, daß sie den normalerweise offenen Schalter 40 schließt. Mit der Diode 38 ist eine Relaisspule 41 in Reihenschaltung verbunden, deren Erregung in der Form wirksam ist, daß sie den normalerweise offenen Schalter 42 schließt.Resistor 28 between the source of DC saving tied together. These elements work together to produce a variable voltage signal in line 32. The voltage signal in line 32 is passed through a resistor 34 to a first input an operational amplifier 33 placed. The operational amplifier 33 is powered by a DC power source supplied, which is connected via lines 35 and 36 to the amplifier. At the exit of the Operational amplifier 33 is a first diode 37 and a second diode 38 connected. The diode 37 only allows the passage of a negative voltage signal, and diode 38 allows only a positive voltage signal to pass through. In series connection connected to the diode 37 is a relay coil 39, the excitation of which is effective in the form that it closes the normally open switch 40. With the diode 38 is a relay coil 41 in Connected in series, the excitation of which is effective in such a way that it is normally open Switch 42 closes.
Der reversierbare Elektromotor 27 ist jeweils durch die Schalter 40 und 42 an eine Wechselstromquelle angeschlossen, die durch L\ und Li dargestellt ist. Das Schließen des Schalters 40 betätigt den Motor 27 so, daß die Führungsschaufel 25, die über das Gestänge 26 mit dem Motor verbunden sind, sich auf eine vollständig geschlossene Stellung zu bewegen. Umgekehrt betätigt das Schließen des Schalters 42 den Motor 27 so, daß sich die Führungsschaufeln 25 in Richtung auf eine vollständig geöffnete Stellung drehen. An das Gestänge 26 ist eine Wischerschneide 43 eines veränderlichen Potentiometers 44 beweglich angeschlossen. Das Potentiometer 44 ist in Reihenschaltung mit festen Widerständen 45 und 46 an die Gleichstromquelle angeschlossen, die durch +E5 und -E5 dargestellt ist. Wenn das Gestänge 26 die Führungsschaufcln 25 bewegt, dann bewegt es auch die Wischerschneide 43 zur Veränderung des Ausgangs des Potentiometers 44. Somit ist die Ausgangsspannung des Potentiometers 44 eine Funktion der Stellung der Fiihrungsschaufeln 25.The reversible electric motor 27 is connected through switches 40 and 42, respectively, to an alternating current source represented by L1 and Li . Closing the switch 40 operates the motor 27 so that the guide vanes 25, which are connected to the motor via the linkage 26, move to a fully closed position. Conversely, closing the switch 42 actuates the motor 27 so that the guide vanes 25 rotate towards a fully open position. A wiper blade 43 of a variable potentiometer 44 is movably connected to the linkage 26. The potentiometer 44 is connected in series with fixed resistors 45 and 46 to the direct current source represented by + E 5 and -E 5 . When the linkage 26 moves the guide blades 25, it also moves the wiper blade 43 to vary the output of the potentiometer 44. Thus, the output voltage of the potentiometer 44 is a function of the position of the guide blades 25.
Die Ausgangsspannung von dem Potentiometer 44 wird über eine Leitung 47 und den Widerstand 48 einem zweiten Eingang des Operationsverstärkers 32 zugeführt. Der Operationsverstärker 33 vergleicht das Spannungssignal von dem Potentiometer 44 und das Spannungssignal in der Leitung 32. Wenn das erstgenannte größer ist als das letztgenannte, dann hat der Ausgang des Verstärkers 33 eine negative Polarität. Wenn das erste geringer ist als das letztgenannte, dann hat der Ausgang des Verstärkers 33 eine positive Polarität. Der Ausgang des Operationsverstärkers 33 geht je nachdem, welches Eingangssignal das größere ist, durch entweder die Diode 37 oder die Diode 38, um entweder den Schalter 40 oder 42 zu schließen, was die Führungsschaufeln 25 bewegt und den Spannungsausgang des Potentiometers 44 verändert. Die Stellung der Führungsschaufeln 25 und somii der Spannungsausgang an dem Potentiometer 44 fährt fort, sich zu verändern, bis der Spannungsausgang des Potentiometers gleich dem Spannungssignal in der Leitung 32 ist. Wenn dies eintritt, dann ist kein Ausgang von dem Operationsverstärker 33 vorhanden, die Führungsschaufeln 25 halten in ihrer Bewegung inne, und die Kältemaschine erreicht einen Gleichgewichtszustand.The output voltage from the potentiometer 44 is via a line 47 and the resistor 48 a the second input of the operational amplifier 32 is supplied. The operational amplifier 33 compares this Voltage signal from potentiometer 44 and the voltage signal on line 32. If that the former is greater than the latter, then the output of the amplifier 33 has a negative polarity. If the former is less than the latter, then the output of amplifier 33 will be positive Polarity. The output of the operational amplifier 33 depends on which input signal is the larger is through either diode 37 or 38 to close either switch 40 or 42, which is the Guide blades 25 moved and the voltage output of the potentiometer 44 changed. The position of the Guide vanes 25 and so the voltage output on the potentiometer 44 continues to change, until the voltage output of the potentiometer equals the voltage signal on line 32. If this occurs, then there is no output from operational amplifier 33 holding guide vanes 25 pauses in its movement, and the refrigeration machine reaches a state of equilibrium.
Die Ausgangsspannung des veränderlichen Potentiometers 44 wird auch durch die Leitung 50 und den Widerstand 51 der Eingangsseite eines /?C-NetzesThe output voltage of the variable potentiometer 44 is also through the line 50 and the resistor 51 the input side of a /? C network
zugeführt, bestehend aus dem Widerstand 52 und dem Kondensator 53. Die Eingangsseite des /?C-Netzes ist auch über einen Widerstand 54 an eine Gleichstromspannungsquelle angeschlossen, die als + Es dargestellt wird. Auf diese Weise ist die Eingangsspannung des /?C-Netzes eine lineare Funktion der Ausgangsspannung von dem Potentiometer 44. Der Ausgang des RC-Netzes steigt exponentiell, bis er einen Höchstwert erreicht, der linear proportional zu dem Eingang ist. Somit ist, wie in der Technik hinreichend bekannt, das RC-Nelz in der Form wirksam, daß es eine Zeitverzögerung in dem dort hindurchgehenden elektrischen Signal erzeugt., consisting of the resistor 52 and the capacitor 53. The input side of the /? C network is also connected via a resistor 54 to a direct current voltage source, which is represented as + E s . In this way the input voltage to the / C network is a linear function of the output voltage from the potentiometer 44. The output of the RC network increases exponentially until it reaches a maximum value which is linearly proportional to the input. Thus, as is well known in the art, the RC fur is effective in creating a time delay in the electrical signal passing therethrough.
Vorzugsweise ist der Widerstand 52 ein veränderlicher Widerstand und kann durch einen Bedienungsmann eingestellt werden, um die von dem /?C-Netz erzeugte Zeitverzögerung so zu verändern, daß die erzeugte Zeitverzögerung in Anbetracht der Bedingungen, unter denen die Kältemaschine arbeilet, passend ist. Es kann in die Steuerung eine veränderliche Verzögerung von einigen Sekunden bis zu mehr als zehn Minuten eingebaut werden. Ferner wird in einer bevorzugten Ausführungsform zur Verhinderung einer übermäßigen Aufladung des Kondensators 53 dieser durch eine Spannung beaufschlagt, welche von einem Spannungsteiler bestehend aus Widerständen 55 und 56 entwickelt wird, die in einer Reihe in der Leitung 57 angeordnet sind, weiche die Gleichstromspannungsquelle + Es an Masse legt.Preferably, resistor 52 is a variable resistor and can be adjusted by an operator to vary the time delay created by the / C network so that the time delay created is appropriate in view of the conditions under which the chiller is operating. A variable delay from a few seconds to more than ten minutes can be built into the controller. Furthermore, in a preferred embodiment, in order to prevent excessive charging of the capacitor 53, a voltage is applied to it, which is developed by a voltage divider consisting of resistors 55 and 56, which are arranged in a row in the line 57, soft the direct current voltage source + E s to mass.
Der Ausgang von dem /?C-Netz wird über den Widerstand 59 an einen ersten Eingang des Operationsverstärkers 58 gelegt. Ein im folgenden zu erörterndes Bezugssignal wird auf den zweiten Eingang des Operationsverstärkers 58 übertragen. Das Bezugssignal ist größer als der Ausgang des /?C-Netzes, und der Verstärker 58 verstärkt den Unterschied zwischen diesen beiden Signalen. Der Operationsverstärker 58 wird durch die Gleichstromenergiequelle mit Energie versorgt, welche über Leitungen 60 und 61 an den Verstärker angeschlossen ist. Es ist zur Steuerung des Betriebes und des Betriebsbereichs des Verstärkers 58 eine Rückkopplungsschleife 62 vorgesehen, die einen Kondensator 63 enthält, wie Fachleuten auf diesem Gebiet hinreichend bekannt ist. Der Ausgang von dem Operationsverstärker 58 wird durch die Leitung 64 an die Basis des Transistors 30 gelegt. Der Emitter und der Kollektor des Transistors 30 sind über die Leitung 65 an die mit +E5 bezeichnete Gleichstromenergiequelle angeschlossen. Die Basis des Transistors 30 ist ebenso über die Leitung 66 und den Widerstand 67 an die Gleichstromenergiequel'e +E5 angeschlossen. Somit wird der Transistor 30 derart vorgespannt, daß, wenn der Operationsverstärker 58 kein oder ein nur geringes Ausgangssignal liefert, der Transistor als geschlossener Schalter in Leitung 65 wirkt und zwischen dem Emitter und Kollektor des Transistors kein Spannungsabfall vorhanden ist. Wenn von dem Operationsverstärker 58 kein Ausgang vorhanden ist, dann besteht seine Wirkung auf den Transistor 30 darin, einen Spannungsabfali zwischen dem Kollektor und dem Emitter des t Transistors 30 zu erzeugen; und dieser Spannungsabfall nimmt bei einer Zunahme des Ausgangs von dem Operationsverstärker proportional zu.The output from the /? C network is applied to a first input of the operational amplifier 58 via the resistor 59. A reference signal to be discussed below is transmitted to the second input of the operational amplifier 58. The reference signal is greater than the output of the /? C network and amplifier 58 amplifies the difference between these two signals. The operational amplifier 58 is powered by the DC power source which is connected to the amplifier via lines 60 and 61. A feedback loop 62 including a capacitor 63 is provided to control the operation and range of operation of amplifier 58, as is well known to those skilled in the art. The output from operational amplifier 58 is applied to the base of transistor 30 through line 64. The emitter and collector of transistor 30 are connected via line 65 to the direct current power source labeled + E 5. The base of transistor 30 is also connected to DC power source + E 5 via line 66 and resistor 67. Thus, the transistor 30 is biased such that when the operational amplifier 58 provides no or only a small output signal, the transistor acts as a closed switch in line 65 and there is no voltage drop between the emitter and collector of the transistor. When 58 is present, no output from the operational amplifier, there is its effect on the transistor 30 is to create a Spannungsabfali between the collector and the emitter of the transistor T 30; and this voltage drop increases proportionally with an increase in the output from the operational amplifier.
Dieses Steuersignal wird gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt — wie im folgenden ausführlicher r beschrieben —, um die Kühlwassereinstelltemperatur bei einer Abnahme der Last der Maschine 10 zu erhöhen. Wie oben ausgeführt, kann dies zu erheblichen Einsparungen im Betrieb und in der Energieversorgung führen, indem die Menge der von dem Kompressor 11 geleisteten Arbeit verringert wird.This control signal is used according to the present invention - as described in more detail below r - to the Kühlwassereinstelltemperatur with a decrease in load of the engine to increase the tenth As stated above, this can result in significant operational and energy savings by reducing the amount of work done by the compressor 11.
Wie oben ausgeführt, sind der Emitter und der ■ Kollektor des Transistors 30 und der Widerstand 31 in Reihenschaltung mit dem Widerstand 28 zwischen der Quelle der Gleichstromspannung verbunden, und diese Elemente arbeiten zur Erzeugung eines veränderlichen Spannungssignals in der Leitung 32 zusammen. Der 1(1 Spannungsabfall an dem Widerstand 28 ist eine Funktion der Temperatur des gekühlten Wassers bei seinem Austritt aus dem Verdampfer 12, und die Einstelltemperatur wird als die Temperatur des gekühlten Wassers definiert, welches einen Spannungsr> abfall an dem Widerstand 28 derart erzeugt, daß das Spannungssignal in der Leitung 32 den Wert Null hat. Bei Bezugnahme auf Fig. 2 heißt das, daß, wenn das gekühlte Wasser beim Austritt aus dem Verdampfer 12 sich auf der Einstelltemperatur befindet, der Spannungs- :" abfall von dem Emitter zu dem Kollektor des Transistors 30 plus dem Spannungsabfall an dem Widerstand 28 gleich dem Spannungsabfall an dem Widerstand 31 ist. Wenn die Temperatur des aus dem Verdampfer 12 austretenden gekühlten Wassers über - > der Einstelltemperatur liegt, dann ist der Spannungsabfall von dem Emitter zu dem Kollektor des Transistors 30 plus dem Spannungsabfall an dem Widerstand 28 geringer als der Spannungsabfall an dem Widerstand 31, und es wird in der Leitung 32 ein Spannungssignal i(> positiver Polarität erzeugt. Wenn die Temperatur des gekühlten Wassers beim Austritt aus dem Verdampfer 12 unter der Einstelltemperatur liegt, dann ist der Spannungsabfall von dem Emitter zu dem Kollektor des Transistors 30 plus der Spannungsabfall an dem H Widerstand 28 größer als der Spannungsabfall an dem Widerstand 31, und es wird in der Leitung 32 ein Spannungssignal von negativer Polarität erzeugt.As stated above, the emitter and collector of transistor 30 and resistor 31 are connected in series with resistor 28 between the source of DC voltage and these elements work together to produce a variable voltage signal on line 32. The 1 (1 voltage drop across resistor 28 is a function of the temperature of the chilled water as it exits evaporator 12, and the set-up temperature is defined as the temperature of the chilled water which creates a voltage r > drop across resistor 28 such that that the voltage signal on line 32 is zero. Referring to Fig. 2, this means that when the chilled water exiting evaporator 12 is at the set temperature, the voltage : "drop from the emitter to the Collector of transistor 30 plus the voltage drop across resistor 28 is equal to the voltage drop across resistor 31. If the temperature of the chilled water exiting evaporator 12 is above -> the set temperature, then the voltage drop is from the emitter to the collector of the transistor 30 plus the voltage drop across resistor 28 is less than the voltage drop across resistor 31, and it will be in the L. line 32 generates a voltage signal i (> positive polarity. If the temperature of the chilled water exiting evaporator 12 is below the set temperature, then the voltage drop from the emitter to the collector of transistor 30 plus the voltage drop across H resistor 28 is greater than the voltage drop across resistor 31, and it will a voltage signal of negative polarity is generated in line 32.
Somit kann die Einstelltemperatur als durch den Spannungsabfall an dem Widerstand 31 minus dem '" Spannungsabfall zwischen dem Emitter und Kollektor des Transistors 30 festgelegt angesehen werden. Der erstgenannte Spannungsabfall wird hier als eine feststehende Komponente der Einstelltemperatur darstellend bezeichnet, und der letztgenannte Spannungs-'"> abfall wird hier als eine variable Komponente der Einstelltemperatur darstellend bezeichnet. Der Widerstand 31 ist vorzugsweise ein veränderliches Widerstandselement, wie beispielsweise ein Potentiometer, welches wahlweise durch den Bedienungsmann reguliert werden kann, so daß die feste Komponente der Kühlwassereinstelltemperatur durch den Bedienungsmann verändert werden kann. Obwohl die feste Komponente der Kühlwassereinstelltemperatur verändert werden kann, wird sie hier doch als »feststehend« "> bezeichnet, um sie von der Komponente der Einstelltemperatur zu unterscheiden, die von der Emitter-Kollektorspannung des Widerstandes 30 dargestellt wird.Thus, the set temperature can be expressed as the voltage drop across the resistor 31 minus the '"Voltage drop set between the emitter and collector of transistor 30. The The former voltage drop is represented here as a fixed component of the set temperature and the latter voltage drop is referred to here as a variable component of the Describes the setting temperature. The resistor 31 is preferably a variable resistance element, such as a potentiometer, which can be optionally regulated by the operator so that the fixed component of the cooling water setting temperature can be changed by the operator. Although the firm Component of the cooling water setting temperature can be changed, it is here as "fixed" "> denotes to them from the component of the set temperature to distinguish, which is represented by the emitter-collector voltage of the resistor 30.
Für ein besseres Verständnis der Art und Weise, in welcher der in F i g. 2 gezeigte Steuerkreis arbeitet, um die Kühlwassereinstelltemperatur zu verändern, sei angenommen, daß die Maschine 10 bei einem stabilen Zustand arbeitet und die Kühllast der Maschine abnimmt. Bei einem stabilen Zustand hat das Spannungssignal in Leitung 32 die gleiche Größe wie der Spannungsausgang des Potentiometers 44. In diesem Fall ist von dem Operationsverstärker 33 her kein Ausgang vorhanden, der Motor 27 ist unwirksam, und die Führungsschaufeln 25 sind stationär, was dieFor a better understanding of the manner in which the FIG. 2 control circuit works to To change the cooling water setting temperature, assume that the engine 10 is at a stable State is working and the cooling load of the machine decreases. When the state is stable, the voltage signal has in line 32 the same size as the voltage output of the potentiometer 44. In this In this case, there is no output from the operational amplifier 33, the motor 27 is inactive, and the guide blades 25 are stationary, what the
Definition stabiler Betriebsbedingungen ist. Es mag an dieser Stelle hilfreich sein zu bemerken, daß es für einen Betrieb der Maschine 10 in einem stabilen Zustand nicht nötig ist, daß die Temperatur des aus dem Verdampfer 12 austretenden Kühlwassers sich auf der Einstelltemperatur befindet. Stabile Bedingungen entstehen, solange das Spannungssignal in Leitung 32, welches den Unterschied zwischen der Temperatur des austretenden gekühlten Wassers und der Einstelltemperatur darstellt, die gleiche Größe hat wie der Spannungsausgang des Potentiometers 44.Definition of stable operating conditions. At this point it may be helpful to note that it is for you Operating the machine 10 in a steady state does not require the temperature of the evaporator 12 exiting cooling water is at the set temperature. Stable conditions arise as long as the voltage signal on line 32, which is the difference between the temperature of the exiting chilled water and the set temperature is the same size as the voltage output of the Potentiometer 44.
Bei einer Abnahme der Kühllast nimmt die Temperatur des aus dem Verdampfer 12 austretenden gekühlten Wassers ab, was die verminderte Last widerspiegelt. Die niedrigere Kühlwassertemperatur erhöht den Widerstand des Widerstandselements 28, was den Spannungsabfall an dem Widerstand erhöht. Dies vermindert das Spannungssignal in Leitung 32 und veranlaßt es, daß das Spannungssignal in dieser Leitung geringer wird als der Spannungsausgang von dem Potentiometer 44.When the cooling load decreases, the temperature of the cooled one emerging from the evaporator 12 increases Water, which reflects the reduced load. The lower cooling water temperature increases the resistance of resistor element 28, which increases the voltage drop across the resistor. This diminishes that Voltage signal on line 32 and causes the voltage signal on that line to be less than that Voltage output from potentiometer 44.
Der Operationsverstärker 33 vergleicht das Spannungssignal von dem Potentiometer 44 mit dem Spannlingssignal in Leitung 32. Da das erstgenannte nun größer ist als das letztgenannte, hat der Ausgang des Verstärkers 33 eine negative Spannungspolarität. Dieser Ausgang geht durch die Diode 37 und der Schalter 40 wird geschlossen. Dies aktiviert den Motor 27, um das Gestänge 26 zu bewegen, so daß dieses die Führungsschaufeln 25 in Richtung auf die geschlossene Stellung zu bewegt. Die Bewegung der Führungsschaufeln 25 verringert die Last auf dem Kompressor 11 und hat die Neigung, die Temperatur des gekühlten Wassers beim Austritt aus dem Verdampfer 12 zu erhöhen. Die Bewegung de-, Gestänges 26, welches die Führungsschaufeln 25 in Richtung auf die geschlossene Stellung zu bewegt, bewegt die Wischerschneiden 43, wie in Fig. 2 gezeigt, im Uhrzeigersinne, was zu einer Abnahme des Spannungsausgangs des Potentiometers 44 führt. Somit nimmt bei einer Abnahme der Last auf dem Kompressor 11 die Temperatur des austretenden Kühlwassers zu, und der Spannungsausgang des Potentiometers 44 nimmt ab. Diese Bewegung des Gestänges 26, der Führungsschaufeln 25 und der Wischerschneide 43 setzt sich fort, bis der Spannungsausgang des Potentiometers 44 gleich dem Spannungssignal in Leitung 32 ist. Wenn dies eintritt, dann wird ein Gleichgewichtspunkt erreicht, und die Führungsschaufeln 25 werden stabil.The operational amplifier 33 compares the voltage signal from the potentiometer 44 with the Spannlingssignal on line 32. Since the former is now greater than the latter, the output of the Amplifier 33 has a negative voltage polarity. This output goes through diode 37 and the Switch 40 is closed. This activates the motor 27 to move the linkage 26 so that this the Guide vanes 25 moved towards the closed position. The movement of the guide vanes 25 reduces the load on the compressor 11 and tends to lower the temperature of the chilled water when exiting the evaporator 12 to increase. The movement de-, linkage 26, which the guide vanes 25 in the direction of the closed position moved to, moves the wiper blades 43, as shown in Fig. 2, clockwise, resulting in a A decrease in the voltage output of the potentiometer 44 leads. Thus, when the load decreases, it absorbs the compressor 11 to the temperature of the exiting cooling water, and the voltage output of the Potentiometer 44 decreases. This movement of the linkage 26, the guide vanes 25 and the Wiper blade 43 continues until the voltage output of potentiometer 44 is equal to the voltage signal in line 32. When this happens, it becomes a The equilibrium point is reached, and the guide vanes 25 become stable.
Bei Abnahme des Spannungsausgangs des Potentiometers 44 nimmt auch der Spannungseingang zu dem aus dem Widerstand 52 und dem Kondensator 53 bestehenden ÄC-Netz ab. Wenn dies eintritt, beginnt der Spannungsausgang des RC-Nexzes abzunehmen; diese Abnahme wird jedoch durch das RC-Netz verzögert, wie in der Technik hinreichend bekannt. Diese Zeitverzögerung ist nutzbringend, indem sie die Stabilität des Steuersystems begünstigt, da sie in den Führungsschaufeln 25 gestattet, nach ihrer Bewegung in Abhängigkeit von einem Wechsel in der Temperatur des aus dem Verdampfer 12 austretenden gekühlten Wassers eine stabile Lage zu erreichen, bevor die Einstelltemperatur verändert wird.When the voltage output of the potentiometer 44 decreases, the voltage input to the AC network consisting of the resistor 52 and the capacitor 53 also decreases. When this happens, the voltage output of the RC-Nexzes begins to decrease; however, this decrease is delayed by the RC network , as is well known in the art. This time delay is beneficial in that it favors the stability of the control system, since it allows the guide vanes 25 to reach a stable position after their movement depending on a change in the temperature of the cooled water exiting the evaporator 12 before the set temperature changes will.
Der Operationsverstärker 58 verstärkt den Unterschied zwischen dem Spannungsausgang des RC-Netzes und dem Bezugssignal, was anschließend ausführlicher erörtert wird. Wenn einmal der Spannungsausgang von dem RC-Netz beginnt abzunehmen, dann beginnt der Unterschied zwischen dem Spannungssignal und demThe operational amplifier 58 amplifies the difference between the voltage output of the RC network and the reference signal, which will be discussed in more detail below. Once the voltage output from the RC network begins to decrease, then the difference between the voltage signal and the begins begins
Bezugssignal zuzunehmen, und der Spannungsausgang des Verstärkers 58 beginnt zuzunehmen. Der Ausgang des Verstärkers 58 wird an die Basis des Transistors 30 herangeführt, und es nimmt, wie obenerwähnt, bei einer Zunahme des Ausgangs des Verstärkers die Emitler-Kollektorspannung des Transistors zu, was zu einer Erhöhung der variablen Komponente der Kühlwassereinstelltemperatur führt. Es ist somit ersichtlich, daß die Kühlwassereinstelltemperatur in Abhängigkeit von der Abnahme in der Kühllast der Maschine 10 zunimmt.Reference signal increase and the voltage output of amplifier 58 begins to increase. The exit of amplifier 58 is brought up to the base of transistor 30, and it takes, as mentioned above, at a Increase in the output of the amplifier the emitter-collector voltage of the transistor, resulting in an increase in the variable component of the cooling water set temperature leads. It can thus be seen that the cooling water set temperature depends on the Decrease in the cooling load of the engine 10 increases.
Die Zunahme in der Kühlwassereinstelltemperatur ist auf diese Weise in der Form wirksam, daß sie die Führungsschaufeln 25 in der Stellung hält, die sie nach ihrer Bewegung in die vollkommen geschlossene Stellung als eine erste Ansprechung auf die verminderte Kühllast der Maschine 10 erreichten. Die Bewegung der Führungsschaufel!! 25 in Richtung auf die vollkommen geschlossene Stellung zu hat die Wirkung einer Erhöhung der Temperatur des aus dem Verdampfer 12 austretenden gekühlten Wassers, was den Spannungsabfall an dem Widerstand 28 vermindert. Dies hat die Wirkung eine,- Erhöhung des Spannungssignals in der Leitung 32 und eine Bewegung der FührungsschaufelnThe increase in the cooling water set temperature is thus effective in the form of the Guide vanes 25 holds in the position that they after their movement into the completely closed Position reached as a first response to the reduced cooling load of the engine 10. The movement of the Guide blade !! 25 towards the fully closed position has the effect of a Increase in the temperature of the chilled water exiting the evaporator 12, which increases the voltage drop at the resistor 28 decreased. This has the effect of - increasing the voltage signal in the Line 32 and movement of the guide vanes
25 zurück in Richtung auf die vollkommen offene Stellung, was die Menge der von dem Kompressor 11 geleisteten Arbeit erhöhen würde. Die Einführung der zunehmenden Emitter-Kollektorspannung des Transistors 30 in Reihenschaltung mit der abnehmenden Spannung an dem Widerstand 28 wirkt der Wirkung des abnehmenden Spannungsabfalls an dem Widerstand 28 auf das Signal in der Leitung 32 entgegen und verhindert eine Bewegung der Führungsschaufeln 25 zurück in Richtung auf die vollständig geöffnete Stellung. Die Führungsschaufeln 25 verbleiben in einer mehr geschlossenen Stellung, was zu einer erheblichen Einsparung in der zum Betrieb des Kompressors 11 benötigten Energiemenge führt.25 back towards the fully open position, which is the amount of the compressor 11 work done would increase. The introduction of the increasing emitter-collector voltage of the transistor 30 in series with the decreasing voltage across the resistor 28 acts the effect of the decreasing voltage drop across resistor 28 counteracts the signal in line 32 and prevents movement of the guide vanes 25 back towards the fully open position. the Guide vanes 25 remain in a more closed position, resulting in a considerable saving in the amount of energy required to operate the compressor 11.
Es sei nunmehr für die Zwecke dieser Erörterung angenommen, daß die Kältemaschine 10 bei einem stabilen Zustand arbeitet und die Kühllast zunimmt. Dies führt zu einer Zunahme der Temperatur des aus dem Verdampfer 12 austretenden gekühlten Wassers, was eine Zunahme in dem Spannungssignal in LeitungIt will now be assumed for the purposes of this discussion that the refrigerator 10 at a stable state and the cooling load increases. This leads to an increase in the temperature of the out chilled water exiting evaporator 12, causing an increase in the voltage signal in line
32 verursacht. Der Ausgang des Operationsverstärkers32 caused. The output of the operational amplifier
33 hat eine positive Polarität, was ein Schließen des Schalters 42 verursacht und das Gestänge 26 veranlaßt, die Führungsschaufeln 25 in Richtung auf die vollständig geöffnete Stellung zu zu bewegen. Diese Bewegung der Führungsschaufeln 25 erhöht die Last des Kompressors 11, gestattet dem Kompressor eine Ansprechung auf die erhöhte Kühllast und hat die Neigung, die Temperatur des aus dem Verdampfer 12 austretenden gekühlten Wassers zu senken. Gleichzeitig bewegt das Gestänge33 has a positive polarity, which causes the switch 42 to close and the linkage 26 to to move the guide vanes 25 towards the fully open position. This movement of the Guide vanes 25 increases the load on the compressor 11, allowing the compressor to respond to the increased cooling load and has a tendency to reduce the temperature of the refrigerated leaving the evaporator 12 Lower water. At the same time the boom moves
26 die Wischerschneide 43 entgegen dem Uhrzeigersinne, wie in F i g. 2 gezeigt, und erhöht den Spannungsausgang des Potentiometers 44. Auf diese Weise nimmt bei einer Zunahme der Last auf den Kompressor 11 die Temperatur des austretenden Kühlwassers ab, und der Spannungsausgang des Potentiometers 44 nimmt zu. Diese Bewegung des Gestänges 26, der Führungsschaufeln 25 und der Wischerschneide 43 setzt sich fort, bis der Spannungsausgang des Potentiometers 44 gleich dem Spannungssignal in Leitung 32 ist; und wenn dies eintritt, wird ein Gleichgewichtspunkt erreicht, und die Führungsschaufeln 25 werden stabil.26 the wiper blade 43 counterclockwise, as in FIG. 2 and increases the voltage output of potentiometer 44. In this way, as the load on compressor 11 increases, the Temperature of the exiting cooling water from, and the voltage output of the potentiometer 44 increases. This movement of the linkage 26, the guide blades 25 and the wiper blade 43 continues until the voltage output of potentiometer 44 is equal to the voltage signal on line 32; and if this occurs, an equilibrium point is reached and the guide vanes 25 become stable.
Der zunehmende Spannungsausgang des Potentiometers 44 wird auch über das RC-Netz und durch den Operationsverstärker 58 geführt Das RC-Netz ist in derThe increasing voltage output of the potentiometer 44 is also passed through the RC network and through the operational amplifier 58. The RC network is in the
Form wirksam, daß es das dort hindurchgehende zunehmende Spannungssignal verzögert. Bei einer Zunahme der Ausgangsspannung des /?C-Netzes nimmt der Unterschied zwischen jener Spannung und der Bezugsspannung ab, und der Operationsverstärker 58 verstärkt diese abnehmende Spannungsdifferenz. Dies zeitverzögerte und verstärkte Signal einer Spannungsabnahme wird dann der Basis des Transistors 30 zugeführt; seine Wirkung auf den Transistor 30 besteht in einer Verminderung der Emitter-Kollektorspannung des Transistors, was die variable Komponente der Kühl wassereinst eil temperatur herabsetzt.Form effective that it delays the increasing voltage signal passing through it. At a As the output voltage of the /? C network increases, the difference between that voltage and the Reference voltage from, and the operational amplifier 58 amplifies this decreasing voltage difference. this The time-delayed and amplified signal of a voltage decrease then becomes the base of transistor 30 fed; its effect on transistor 30 is to reduce the emitter-collector voltage of the transistor, which lowers the variable component of the cooling water setting temperature.
Die Herabsetzung der Kühlwassereinstelltemperatur bei einer Zunahme der Last der Kältemaschine 10 bildet ein wirksames Gegengewicht gegenüber jeglicher ι Zunahme in der Einstelltemperatur, die in Abhängigkeit von einer Abnahme in der Last der Kältemaschine auftritt. Dies gestattet der Kältemaschine 10 und dem Kompressor 11 eine vollständige Ansprechung auf die erhöhte Last.The lowering of the cooling water set temperature with an increase in the load of the refrigerator 10 constitutes an effective counterbalance to any ι increase in the set temperature that depends on from a decrease in the load of the chiller occurs. This allows the refrigerator 10 and the Compressor 11 fully responds to the increased load.
Die oben beschriebene elektrische Steuerung ist eine sehr einfache und wenig kostspielige, jedoch zuverlässige Vorrichtung zur automatischen Veränderung der Kühlwassereinstelltemperatur einer mechanischen Kältemaschine. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß der : hier gezeigte spezifische Steuerkreis zur Erlangung der oben beschriebenen erwünschten Merkmale lediglich darstellend ist und an seiner Stelle andere Systeme benutzt werden können, die in der Lage sind, eine ähnliche Funktion zu erfüllen. Ferner ist in der hier beschriebenen Ausführungsform das die veränderliche Komponente der Kühlwassereinstelltemperatur darstellende elektrische Steuersignal, die Emitter-Kollektorspannung des Transistors 30, umgekehrt proportional zu der Last der Maschine 10. Das heißt, daß - wie oben ausführlich beschrieben — mit einer Zunahme der Last der Maschine 10 und des Kompressors 11 die Emitter-Kollektorspannung des Transistors 30 abnimmt; während bei einer Abnahme der Last der Maschine und des Kompressors die Emitter-Kollektor- spannung des Transistors 30 zunimmt. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß es für die vorliegende Erfindung nicht erforderlich ist, daß dieses elektrische Steuersignal umgekehrt proportional zu der Last der Maschine ist. Es könnte auch ein Signal verwendet ■ werden, das direkt proportional zu der Last ist. Ein derartiges Signal würde dem ersten Eingang des Operationsverstärkers 33 in Reihenschaltung mit dem von dem Resistor 31 erzeugten Signal zugeführt werden.The electrical control described above is very simple and inexpensive, but reliable Device for the automatic change of the cooling water setting temperature of a mechanical refrigeration machine. It should be noted, however, that: the specific control circuit shown here for obtaining the The desirable features described above are illustrative only and other systems in its place which are able to perform a similar function can be used. Also in here The embodiment described here represents the variable component of the cooling water set temperature electrical control signal, the emitter-collector voltage of transistor 30, inversely proportional to the load of the machine 10. That is, as described in detail above, as the load increases the machine 10 and the compressor 11, the emitter-collector voltage of the transistor 30 decreases; while with a decrease in the load of the machine and the compressor, the emitter-collector voltage of transistor 30 increases. It should be noted, however, that for the present Invention is not required that this electrical control signal is inversely proportional to the load of the Machine is. A signal that is directly proportional to the load could also be used. A such a signal would be connected in series with the first input of operational amplifier 33 signal generated by the resistor 31 are supplied.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die oben beschriebene Kühlwassereinstelltemperatursteuerung leicht und schnell in zahlreiche vorhandene Maschinen eingebaut werden kann, da zahlreiche vorhandene Maschinen einen Resistor 31 und einen Sensor 28 oder Äquivalente derselben haben, sowie Einrichtungen wie ein veränderliches Potentiometer zur Erzeugung eines elektrischen Steuersignals in Abhängigkeit von der Last der Maschine. Die Steuerung kann ganz einfach durch Befestigung eines ersten Drahtes an einer Masse, eines zweiten Drahtes an der Gleichstromenergiequelle, die dargestellt ist durch + E5, eines dritten Drahtes zum Messen der Ausgangsspannung des Potentiometers 44, sowie eines vierten Drahtes zur Einführung der Emitter-Kollektorspannung des Transistors 30 in Reihenschaltung mit dem Spannungsabfall an dem Widerstand 28.Another advantage of the present invention is that the cooling water set temperature control described above can be easily and quickly incorporated into numerous existing machines, since numerous existing machines have a resistor 31 and a sensor 28 or the equivalent thereof, as well as means such as a variable potentiometer for producing one electrical control signal depending on the load of the machine. Control can be accomplished very simply by attaching a first wire to ground, a second wire to the DC power source represented by + E 5 , a third wire to measure the output voltage of potentiometer 44, and a fourth wire to introduce the emitter-collector voltage of transistor 30 connected in series with the voltage drop across resistor 28.
Der in Fig.2 gezeigte Stromkreis enthält auch einen Operationsverstärker 70, der von der durch + £s und — £", dargestellten Gleichstromenergiequelle mit Energie versorgt wird, welche durch Leitungen 80 und 81 an den Verstärker angeschlossen ist. Es wird in einen ersten Eingang des Operationsverstärkers 70 durch einen Spannungsteiler und einen Widerstand 71 eine erste Spannung eingeführt. Der Spannungsteiler enthält Widerstände 72 und 73, die in Reihenschaltung in der Leitung 74 angeordnet sind, welche die Gleichstromspannungsquelle + Fs an Masse legt. Es wird eine zweite Spannung, die kleiner ist als die erste Spannung, in einen zweiten Eingang des Operationsverstärkers 70 über einen Spannungsteiler eingeführt, der aus den Widerständen 75 und 76 besteht, die in einer Reihe in der Leitung 77 angeordnet sind, welche den Kollektor des Transistors 30 an Masse legt. Der Operationsverstärker 70 verstärkt den Unterschied zwischen diesen beiden Spannungen, und diese verstärkte Spannungsdifferenz wird dann als Bezugssignal dem zweiten Eingang des Operationsverstärkers 58 über die Leitung 78 und den Widerstand 79 zugeführt.The circuit shown in Figure 2 also includes an operational amplifier 70 which is powered by the DC power source represented by + £ s and - £ ", which is connected to the amplifier by lines 80 and 81. It is fed into a first input of the operational amplifier 70 is introduced a first voltage through a voltage divider and a resistor 71. The voltage divider contains resistors 72 and 73 which are arranged in series in the line 74, which connects the DC voltage source + Fs to ground is introduced as the first voltage to a second input of operational amplifier 70 via a voltage divider consisting of resistors 75 and 76 arranged in a series on line 77 which connects the collector of transistor 30. The operational amplifier 70 increases the difference between these two voltages, and this increased voltage difference enz is then fed as a reference signal to the second input of the operational amplifier 58 via the line 78 and the resistor 79.
Die zweite Eingangsspannung des Versitärkers 70 und daher das Bezugssignal verändern sich natürlich, wenn die Spannung zwischen dem Kollektor des Transistors 30 und der Masse sich ändert. Die letztgenannte Spannung verändert sich, wie oben erörtert, sowie sich der Ausgang des Operationsverstärkers 58 ändert. Somit handelt es sich bei dem Verstärker 58 um eine Rückkopplungsschleife.The second input voltage of the amplifier 70, and therefore the reference signal, will of course change when the voltage between the collector of transistor 30 and ground changes. The latter Voltage changes, as discussed above, as the output of operational amplifier 58 changes. Thus, amplifier 58 is a feedback loop.
Insbesondere nimmt bei einer Zunahme des Ausgangs des /?C-Netzes in Abhängigkeit — wie oben ausführlich beschrieben — von einer Zunahme in der Last der Maschine 10 der erste Eingang des Operationsverstärkers 58 zu, und dies hat die Wirkung einer Abnahme des Ausgangs des Verstärkers. Dies vermindert die Emitter-Koilektorspannung des Transistors 30. und erhöht den Spannungsabfall zwischen dem Kollektor des Transistors 30 und der Masse. Diese letztgenannte zunehmende Spannung hat die Wirkung einer Erhöhung des zweiten Eingangs des Operationsverstärkers 70, was den Ausgang des Verstärkers herabsetzt, der das Bezugssignal darstellt. Das abnehmende Bezugssigna! wird dem zweiten Eingang des Operationsverstärkers 58 zugeführt und vermindert den Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Eingang dieses Verstärkers, was den Ausgang des Verstärkers 58 weiter herabsetzt. Wenn der Ausgang des /?C-Netzes einen stabilen Wert erreicht, dann erreicht auch der Ausgang des Operationsverstärkers 58 einen stabilen Wert. Dies veranlaßt die Spannungsdifferenz zwischen dem Kollektor des Transistors 30 und der Masse stabil zu werden, was dazu führt, daß der zweite Eingang und der Ausgang des Verstärkers 70 stabil werden.In particular, with an increase in the output of the /? C network, the dependency increases - as detailed above described - from an increase in the load of the machine 10 the first input of the operational amplifier 58 increases, and this has the effect of decreasing the output of the amplifier. This diminishes the Emitter coil voltage of transistor 30. and increases the voltage drop between the collector of transistor 30 and the ground. This latter increasing tension has the effect of increasing it of the second input of the operational amplifier 70, which lowers the output of the amplifier that the Represents reference signal. The waning reference signa! becomes the second input of the operational amplifier 58 and reduces the difference between the first and the second input of this amplifier, which further degrades the output of amplifier 58. If the output of the /? C network has a reaches a stable value, then the output of the operational amplifier 58 also reaches a stable value. this causes the voltage difference between the collector of the transistor 30 and the ground to be stable which causes the second input and the output of the amplifier 70 to become stable.
Andererseits nimmt, wenn der Ausgang des KC-Netzes in Abhängigkeit von einer Abnahme in der Last der Maschine 10 abnimmt, der erste Eingang des Operationsverstärkers 58 ab, was den Ausgang des Verstärkers erhöht Dies erhöht die Emitter-Kollektorspannung des Transistors 30 und setzt den Spannungsunterschied zwischen dem Kollektor des Transistors und der Masse herab. Dies vermindert den zweiten Eingang des Verstärkers 70 und erhöht den Ausgang dieses Verstärkers. Dieser Ausgang wird in den zweiten Eingang des Verstärkers 58 eingespeist, was weiter die Neigung hat, den Ausgang dieses Verstärkers zu erhöhen. Dieser Verlauf der Vorkommnisse setzt sich fort, bis der Ausgang des /?C-Netzes stabil wird. Dies veranlaßt den ersten Eingang und den Ausgang desOn the other hand, if the output of the KC network takes place in response to a decrease in the load on the machine 10, the first input of the operational amplifier decreases 58 which increases the output of the amplifier.This increases the emitter-collector voltage of transistor 30 and sets the voltage difference between the collector of the transistor and the Mass down. This decreases the second input of amplifier 70 and increases the output thereof Amplifier. This output is fed into the second input of the amplifier 58, which continues the Has a tendency to increase the output of this amplifier. This course of events continues continues until the output of the /? C network becomes stable. this causes the first input and the output of the
Verstärkers 58, die Kollektor-Massespannung des Transistors 30 und den Ausgang des Verstärkers 70, insgesamt stabil zu werden.Amplifier 58, the collector ground voltage of transistor 30 and the output of amplifier 70, overall to become stable.
Der Widerstand 71 steuert den Wert des ersten Eingangs des Verstärkers 70 und den Höchstwert des Unterschiedes zwischen dem ersten Eingang und dem zweiten Eingang des Verstärkers. Auf diese Weise steuert der Widerstand 71 den Höchstwert desResistor 71 controls the value of the first input of amplifier 70 and the maximum value of the Difference between the first input and the second input of the amplifier. In this way the resistor 71 controls the maximum value of the
Bezugssignals, welches den Höchstwert der variablen Komponente der Einstelltemperatur steuert. Vorzugsweise ist dieser Widerstand 71 ein veränderliches Widerstandselement, welches von einem Bedienungsmann selektiv geregelt werden kann, so daß der Höchstwert der variablen Komponente der Einstelltemperatur in Abhängigkeit von den jeweiligen Betriebsbedingungen eingestellt werden kann.Reference signal which controls the maximum value of the variable component of the set temperature. Preferably This resistor 71 is a variable resistance element which can be selectively controlled by an operator so that the Maximum value of the variable component of the set temperature depending on the respective operating conditions can be adjusted.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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